1、簡(jiǎn)述

　　根據全國幾大供電網(wǎng)絡(luò )的統計，我國在供電線(xiàn)路上損失的電力平均為總輸電功率的10%，而歐美及發(fā)達國家在供電線(xiàn)路上的損失僅占總輸電功率的3%，如果采取措施，把供電線(xiàn)路上的損耗降到5%，僅此一項，我國在電力傳輸網(wǎng)上的損耗每年可節約600多億元。所以對供電線(xiàn)路進(jìn)行無(wú)功補償來(lái)降低線(xiàn)路損耗并提高供電質(zhì)量，是貫徹國家加快建設節約型社會(huì )戰略部置的具體措施之一。

　　2、無(wú)功補償的原理

　　從電工學(xué)可知，供電網(wǎng)上傳輸的總功率S，包含傳輸的有功功率P和無(wú)功功率Q，三者的關(guān)系為：S= 簡(jiǎn)稱(chēng)功率三角函數，而P/S=cosΦ被定義為電力網(wǎng)的功率因數，其物理意義是：供給線(xiàn)路的有功功率P占線(xiàn)路視在功率S的百分數。在電力網(wǎng)上輸送電力時(shí)，希望功率因數越高越好，也就是供電網(wǎng)傳輸極大的有功功率，極小的無(wú)功功率。因此，在線(xiàn)路上，把具有容性功率負荷的裝置并接在電網(wǎng)感性功率負荷處，這樣，感性負荷所需要的無(wú)功功率由容性負荷輸出的無(wú)功功率來(lái)補償，而無(wú)須由電源來(lái)提供，確保整個(gè)電力傳輸網(wǎng)的功率因數較高，目前國內外廣泛采用并聯(lián)電容器作為無(wú)功補償裝置。

　　3、無(wú)功補償提高功率因數的意義：

　　當前我國城鄉供電網(wǎng)中，10KV線(xiàn)路為主干線(xiàn)，尤其是農村配電網(wǎng)，供電半徑大、負荷季節性強、用電時(shí)間集中，所以功率因數非常低，有的地區的功率因數低于0.6，整個(gè)供電網(wǎng)長(cháng)期處在無(wú)功不足的狀態(tài)下運行，造成線(xiàn)路損耗極大，電壓質(zhì)量極差，故對10KV供電網(wǎng)加裝無(wú)功補償提高功率因數已迫在眉睫。

　　3.1 無(wú)功補償提高功率因數可極大地減少線(xiàn)路的損失

　　當線(xiàn)路通過(guò)電流I時(shí)，供電線(xiàn)路上的有功損耗為ΔP=3I2R=3R(P2 Q2)/U2=3R(P/UcosΦ)2

　　=3RP2/U2cos2Φ

　　所以線(xiàn)路有功損失ΔP與cos2Φ成反比，cos2Φ超高，ΔP越小!

　　表1功率因數降低與有功損耗增加的關(guān)系表

　　3.2 無(wú)功補償提高功率因數可減少線(xiàn)路電壓損失

　　電力傳輸網(wǎng)上電壓的損失ΔU=(PR QX)/U由此可知，影響ΔU的因素有四個(gè)：線(xiàn)路的有功功率P，無(wú)功功率Q，線(xiàn)路電阻R和電抗X。如果采用容抗為XC的電容來(lái)補償，則電壓損失為ΔU=[PR Q(X-XC)]/U，故采用補償電容來(lái)提高功率因數后，電壓損失ΔU減小了，同時(shí)電壓質(zhì)量也提高了!

　　3.3 無(wú)功補償提高了電力網(wǎng)的傳輸能力

　　視在功率與有功功率之間的關(guān)系為P=S cosΦ，由此可知，在傳送有功功率P恒定的條件下，cosΦ越高，所需視在功率也越小，所以在負荷功率因數較高的情況下，線(xiàn)路就可傳輸較高的有功功率，提高了供電網(wǎng)的送電能力。

　　4、10KV供電線(xiàn)路無(wú)功補償位置和容量的確定

　　目前，10KV供電電源側都采用了無(wú)功集中補償的方法，而對于10KV供電線(xiàn)路側采用無(wú)功分散補償的方法，即把一定容量的高壓并聯(lián)電容裝置分散安裝在供電線(xiàn)路距離遠、負荷重、功率因數低的10KV架空線(xiàn)路上。所以無(wú)功補償裝置安裝地點(diǎn)的選擇應符合無(wú)功就地平衡的原則，盡可能減少主干線(xiàn)上的無(wú)功電流。一般對于均勻分布無(wú)功負荷的供電線(xiàn)路，其補償容量和安裝位置按2n/(2n 1)(其中n為不小于1的整數)規則。對于負荷在線(xiàn)路上的分布狀況不同，安裝地點(diǎn)也不相同，并根據負荷分布特點(diǎn)和容量的大小計算確定。見(jiàn)表2

　　表2 配電線(xiàn)路分散補償電容器裝置的安裝參數

　　5、 ZRTBBZW10KV供電線(xiàn)路無(wú)功自動(dòng)補償系統

　　ZRTBBZW10KV系列供電線(xiàn)路無(wú)功功率自動(dòng)補償系統，是專(zhuān)為10KV架空線(xiàn)路無(wú)功補償精心開(kāi)發(fā)設計的產(chǎn)品，在供電線(xiàn)路上選擇最佳點(diǎn)加裝此系統后，既能實(shí)時(shí)補償線(xiàn)路無(wú)功缺口，又不會(huì )引起線(xiàn)路無(wú)功過(guò)剩，真正實(shí)現了10KV供電線(xiàn)路的無(wú)功功率自動(dòng)補償。

　　5.1 系統的工作原理

　　ZRTBBZW10KV系列供電線(xiàn)路無(wú)功功率自動(dòng)補償系統由電壓互感器(PT)采集B、C相電壓信號，高精度開(kāi)啟式電流互感器(CT)采集A相電流信號，把電壓和電流信號傳送到智能控制器，經(jīng)控制器采樣電路得到電壓、電流的模擬信號，再經(jīng)過(guò)A/D轉換，得出電壓、電流、有功、無(wú)功、功率因數、諧波百分比等參數，與存貯在固定存貯器中的系統設置點(diǎn)進(jìn)行比較，由系統決定什么情況下操作電容器組，并通過(guò)高壓交流真空接觸器來(lái)執行電容器組的分合閘，從而達到自動(dòng)循環(huán)投切電容器組，補償線(xiàn)路無(wú)功的目的，使電網(wǎng)上無(wú)功功率供需就地自動(dòng)平衡。系統的工作原理如圖1所示。

　　5.2 系統的組成

ZRTBBZW10KV系列供電線(xiàn)路無(wú)功自動(dòng)補償系統，主要有：跌落式熔斷器、避雷器、電流 互感器、高壓無(wú)功智能控制器、補償柜及其支架等。補償柜內部主要有：電壓互感器(兼作電源)、高壓交流真空接觸器、交流接觸器、噴逐式熔斷器和電力電容器組等元件組成。

　　5.3 系統的結構特點(diǎn)

　　(1)補償柜主體結構為一體化箱式設計，殼體采用2mm冷扎鐵板或不銹鋼板焊接成型，達到防護IP53等級。箱體內裝有，高壓PT-CT，高壓電容器真空投切開(kāi)關(guān)、噴逐式熔斷器、電力電容器組，而控制器單獨安裝在防雨箱內。

　　(2)ZRTBBZW-I型無(wú)功自動(dòng)補償系統采用單桿安裝，即以電桿為中心，橫梁上安裝電容器成套裝置及固定組電容器;

　　ZRTBBZW-Ⅱ型無(wú)功自動(dòng)補償系統采用雙桿安裝，即在主電桿旁再加立副電桿，把Ⅱ型補償柜固定在主桿和副桿的橫梁上，控制器固定在主桿上

　　兩種型號的補償系統都具有安裝方便，安全可靠等特點(diǎn)

　　(3)作為投切動(dòng)作元件的高壓交流真空接觸器，采用固體絕緣，具有免維護、無(wú)重燃、壽命長(cháng)、可頻繁動(dòng)作等優(yōu)點(diǎn)。

　　(4)每臺電力電容器組都有內置自放電阻和內熔絲，并裝有電力電容器單臺保護熔斷器，可進(jìn)行相間短路保護及對地短路保護，當某個(gè)電力電容器組發(fā)生故障時(shí)，其高壓熔斷器將會(huì )熔斷，該電力電容器組退出，不會(huì )影響整個(gè)系統的安全運行。

　　(5)高精度開(kāi)啟式電流互感器，具有較高的靈敏度，安裝于10KV配電網(wǎng)的A相，在安裝過(guò)程中不截斷用戶(hù)的高壓線(xiàn)。電流互感器測出的電流信號通過(guò)二次線(xiàn)的方式并傳送到控制器，從而避免了沿面放電擊穿事故的發(fā)生，真正達到了安全可靠。

　　(6)無(wú)功功率自動(dòng)補償器，具有智能化程度高、靈敏度好、使用壽命長(cháng)、可配置無(wú)線(xiàn)遙控操作等特點(diǎn)，通過(guò)專(zhuān)用手持控制儀，可以人工操作補償裝置，還可以無(wú)線(xiàn)讀取運行參數、設計運行模式、修改設定值、查看運行記錄，并且方便地和微機相連將運行數據傳輸給微機進(jìn)行統計處理。

　　4.4 系統的安裝調試

　　(1)對于ZRTBBZW-I型補償系統僅需單桿架設，無(wú)需副桿，而對于ZRTBBZW-Ⅱ型補償系統需雙桿架設，需要加立副桿。并且都必須按圖施工，所需外配器件，如跌落式熔斷器、氧化鋅避雷器開(kāi)啟式電流互感器等均選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，以確保設備安全運行。

　　(2)高精度開(kāi)啟式電流互感器安裝于10KV電網(wǎng)A相，把A相主線(xiàn)固定在電流互感器頂端兩半園孔中，電流互感器標注箭頭應與A相電流方向一致。

　　(3)在確認一切接線(xiàn)正確完好后，合上跌落式熔斷器，給整個(gè)系統加電，并按照使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行：電源檢查、倒送電檢測、控制器連接測試、初始數據的測試與調整、真空接觸器分合閘檢測、控制模式和投切點(diǎn)設置等工作，調試完畢后按下自動(dòng)運行鍵，則系統進(jìn)入自動(dòng)運行工作。

　　5.5 系統的故障分析及排除方法見(jiàn)表3

　　表3 ZRTBBZW-10KV無(wú)功自動(dòng)補償系統常見(jiàn)故障及解決方法